情報入力装置
【課題】本発明は指の動かしやすい方向にのみ動かすことによって負担や疲労を減らした情報入力装置を提供することを目的とする。
【解決手段】指の動かしやすい方向を入力端とする情報入力装置は、親指の根元から左右あるいは上下に動かすことでその屈曲量を入力源とする第一の機構と、人指し指の先端を前後あるいは上下に動かすことでその移動量を入力源とする第二の機構で構成されたものである。親指および人差し指でそれぞれ２つの移動量を計測するため合計で４つの情報を入力することのできる情報入力装置である。
【解決手段】指の動かしやすい方向を入力端とする情報入力装置は、親指の根元から左右あるいは上下に動かすことでその屈曲量を入力源とする第一の機構と、人指し指の先端を前後あるいは上下に動かすことでその移動量を入力源とする第二の機構で構成されたものである。親指および人差し指でそれぞれ２つの移動量を計測するため合計で４つの情報を入力することのできる情報入力装置である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から一般的なコンピュータ画面上のカーソルを操作する手段としてマウスが利用されている。また指を使用した情報入力装置としては家庭用ゲーム機などの操縦装置にジョイスティックが主に使用されている。しかし指を使ってこれらの装置を操作するには、情報入力装置を机の上に置いたり、情報入力装置を両手で支えたりして操作する必要があった。そのため、動き回りながら、しかも片手を使った作業をしつつ情報入力をするようなことが出来なかった。
【０００３】
これに対し、情報入力装置を机などの上に置いて操作するとか、情報入力装置を両手で掴んで操作するなどのことが必要ない情報入力装置も報告がされている。（例えば特許文献１参照。）これは図６のように片手で握って持てるほどの大きさであり、装置に取り付けてあるジョイスティックを親指で操作し、その他の指は握り部分などに取り付けたボタンを操作するものである。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−５３３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した図６の入力操作装置では、ジョイスティックを操作するときに、それを操作する親指を広い範囲に動かすことが必要であり、特に親指でジョイスティックを手前に倒す動作は、親指を大きく曲げなければならず操作しづらく疲労しやすい。
【０００６】
本発明は、このような従来の情報入力装置の課題に鑑みてなされたものであり、指が自然に動き易い運動をすることで情報入力が可能な装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そのため本発明では、以下の特徴を擁する入力機構を含む指操作型情報入力装置を提供する。本体と、本体に対して回転センサを有する回転軸で支持される親指リンクと、本体に対して回転センサを有する回転軸で支持される人差し指リンクと、親指リンクに対して回転センサを有する回転軸で支持される親指ロータと、人差し指リンクに対して回転センサを有する回転軸で支持される人差し指ロータから構成され、操作者は主に薬指、小指、中指を使って本体を把持し、操作者の親指は親指リンクにあてがわれて親指の爪座標系ｚ軸方向の動きで親指リンクの回転運動を生成し、親指爪座標系のｙ軸方向の動きで親指ロータの回転運動を生成し、操作者の人差し指は人差し指リンクにあてがわれて人差し指の爪座標系ｚ軸方向の動きで回転運動を生成し、人差し指爪座標系のｘ軸方向の動きで人差し指ロータの回転運動を生成するように構成された情報入力装置。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、以下に記載されるような効果を奏する。
請求項１から３によれば、指が自然に動きやすい動かし方をすることで情報を入力することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、指の動かしやすい方向を入力端とする情報入力装置にかかる発明を実施するための最良の形態について説明する。図１は指の座標系を示している。座標系は親指と人差し指でそれぞれｘｙｚ軸を定めている。親指については指の指す方向をｘ軸、爪のある面に垂直な面をｚ軸、このｚｘに右手系をなすような軸をｙ軸と定義したものである。また人差し指においても同様に指の指す方向をｘ軸、爪の面に垂直な面をｚ軸、ｚ軸に右手系をなすような軸をｙ軸と定義する。なお、図１には記されていないが中指、薬指、小指についても同様の座標を定義して扱うこととする。また左手で扱う場合は、指の指す方向をｘ軸、爪のある面に垂直な面をｚ軸、ｚ軸と左手系をなす軸をｙ軸として扱うこととする。
【００１０】
図２は指の動かしやすい方向を入力端とする情報入力装置の一例を示す斜視図である。図中の点線は回転入力機構の回転軸を表している。以後１の部分を親指リンク、２の部分を人差し指リンクとする。親指リンクと人差し指リンクはそれぞれひとつの指で操作する。親指リンクと人差し指リンクは装置本体と回転軸によって接続されている。装置本体は親指リンクおよび人差し指リンクを指で操作する時に把持しやすい形状であり、仮に親指リンクを親指、人差し指リンクを人差し指で操作する場合には残りの中指、薬指、小指で握ることにより把持される。この場合の装着例は図３に示す。提案する情報入力装置は親指部分および人差し指部分で使用している。また、図２の場合は親指と人差し指で装着することを想定しているがもちろん中指、薬指、あるいは小指でも操作することができる。
【００１１】
図２の親指リンクの構造について説明する。親指リンクは本体と回転軸３（図２における親指リンクと本体にかけて縦にひかれた点線、図４の３）で接続されている。親指リンクの形状は本体との接続部付近の内側に抉れた角のない部分と、その先端に回転軸を介して取り付けられた円柱状の回転機構とに分けられる。図３のように把持した場合親指の中腹があたっている箇所が前者、第一関節が当たっている箇所が後者である。材質は木材やプラスチックなどが挙げられるが、これに限らず手で把持した際に不快感を与えない、重量が大きすぎないものであれば特に特定しなくともよい。
【００１２】
親指リンクの動作について説明する。仮に親指リンクを図４のように右手親指で使用した場合、第一関節周辺あるいはそれよりも指の付け根部分をあてがい、指全体を指の付け根を回転中心にｚ方向に動かす動作と、指の先端部分をあてがい、指をｙ軸方向に動かす動作の二つがある。ただしこれ以外にも、把手部と親指リンクとの間の回転軸のみを回したり、先端部の回転軸のみをまわすことも可能である。前者は先端部分の回転軸３（図４の３）が回転することにより、後者は先端部分の回転軸４（図４の４）が回転することにより、回転軸が回転し、その回転情報を入力情報とし、たとえばパソコンなどの電子機器に伝達される。
【００１３】
機構が回転したとき、その回転情報は回転軸にポテンショメータやエンコーダを取り付けて回転角や回転角速度を入手することによって電気回路やパソコンに送信される。また、いずれの回転軸の機構にも、指などによる力がかかっていないときは特定の位置に戻るようにする。方法としては回転軸にぜんまいなどの回転ばねを取り付けるあるいは回転部と本体の間をばねでつないでおくなどである。その他の方法でも無負荷時に特定の位置にとどまる機構であればよい。
【００１４】
人差し指リンクの構造について説明する。人差し指リンクは図２の視点から見たとき本体上部と回転軸５（図５の５）で接続された楕円の円盤形状をした部分と、それと回転軸で接続された円柱形状の部分に分けられる。材質は親指リンクと同様に木材やプラスチックなど把持したときに不快感や違和感を与えないものであればよい。図３のような持ち方をした場合円柱形上の部分は人差し指の中腹あるいは第一関節付近にあたる。
【００１５】
図２の人差し指リンクの動作について説明する。図５のように右手人差し指で操作する場合、第二関節付近から指の先端までを人差し指リンクの左側回転軸の先端にあてがって操作する。指を動かす方向によって回転させる回転軸を変化させる。たとえば、指の先端をあてがってｘ方向に動かすと先端部分の回転軸６（図５の６）が回転し、指の中腹あたりをあてがってｚ方向に押せば右側の回転軸５（図５の５）が回転する。またｚ方向に押しながら指をｘ方向に動かせば両方の軸を動かすことが出来る。
【００１６】
これらの回転は、回転軸に取り付けられたポテンショメータあるいはエンコーダなどで親指リンクと同様に回転情報が電気回路やパソコンなどに伝えられる。いずれの回転軸も回転した角度を検知する装置が取り付けられている。
【００１７】
装置全体を把持する部分は、図２の親指リンクと人差し指リンクがそれぞれ回転軸によって取り付けられている。材質は木材やプラスチックなど手で把持したときに違和感のなく、軽量の材料である。もちろんこのほかの材料でも上記に準ずればよい。本体は親指と人差し指をそれぞれ親指リンク、人差し指リンクの入力に使用する場合、残りの指で図３のように全体を把持する。形状は図３のような把持をしたときに残りの指で握れる形状である。図３のような形状に限らず、片手で握って違和感のない形状であればこれに限らなくともよい。
【００１８】
以上のことから、本発明を実施するための最良の形態によれば、図２に示すように片手に持てる大きさで、関節を大きく曲げることなく親指および人差し指で４自由度の情報入力操作を行うことが出来る。
【００１９】
なお、本発明は上述の発明を実施するための最良の形態に限らず、同様の入力装置を中指に設けることなども可能であり、さらに補足的に薬指、小指などの動きで操作される入力スイッチを追加するなど、本発明の要旨を逸脱することなくその他種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】指の動かす方向を示すための座標軸を定義した図である。
【図２】指を使用した情報入力装置を使用した入力機構の例を示す図である。
【図３】指を使用した情報入力装置を使用した入力機構の例の装着方法を示す図である。
【図４】指を使用した情報入力装置の親指の操作方法を示す図である。
【図５】指を使用した情報入力装置の人差し指の操作方法を示す図である。
【図６】従来の手持ち型コンピュータ入力操作マウスである。
【符号の説明】
【００２１】
１‥‥親指リンク，２‥‥人差し指リンク，３，４，５，６‥‥回転軸
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から一般的なコンピュータ画面上のカーソルを操作する手段としてマウスが利用されている。また指を使用した情報入力装置としては家庭用ゲーム機などの操縦装置にジョイスティックが主に使用されている。しかし指を使ってこれらの装置を操作するには、情報入力装置を机の上に置いたり、情報入力装置を両手で支えたりして操作する必要があった。そのため、動き回りながら、しかも片手を使った作業をしつつ情報入力をするようなことが出来なかった。
【０００３】
これに対し、情報入力装置を机などの上に置いて操作するとか、情報入力装置を両手で掴んで操作するなどのことが必要ない情報入力装置も報告がされている。（例えば特許文献１参照。）これは図６のように片手で握って持てるほどの大きさであり、装置に取り付けてあるジョイスティックを親指で操作し、その他の指は握り部分などに取り付けたボタンを操作するものである。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−５３３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した図６の入力操作装置では、ジョイスティックを操作するときに、それを操作する親指を広い範囲に動かすことが必要であり、特に親指でジョイスティックを手前に倒す動作は、親指を大きく曲げなければならず操作しづらく疲労しやすい。
【０００６】
本発明は、このような従来の情報入力装置の課題に鑑みてなされたものであり、指が自然に動き易い運動をすることで情報入力が可能な装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そのため本発明では、以下の特徴を擁する入力機構を含む指操作型情報入力装置を提供する。本体と、本体に対して回転センサを有する回転軸で支持される親指リンクと、本体に対して回転センサを有する回転軸で支持される人差し指リンクと、親指リンクに対して回転センサを有する回転軸で支持される親指ロータと、人差し指リンクに対して回転センサを有する回転軸で支持される人差し指ロータから構成され、操作者は主に薬指、小指、中指を使って本体を把持し、操作者の親指は親指リンクにあてがわれて親指の爪座標系ｚ軸方向の動きで親指リンクの回転運動を生成し、親指爪座標系のｙ軸方向の動きで親指ロータの回転運動を生成し、操作者の人差し指は人差し指リンクにあてがわれて人差し指の爪座標系ｚ軸方向の動きで回転運動を生成し、人差し指爪座標系のｘ軸方向の動きで人差し指ロータの回転運動を生成するように構成された情報入力装置。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、以下に記載されるような効果を奏する。
請求項１から３によれば、指が自然に動きやすい動かし方をすることで情報を入力することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、指の動かしやすい方向を入力端とする情報入力装置にかかる発明を実施するための最良の形態について説明する。図１は指の座標系を示している。座標系は親指と人差し指でそれぞれｘｙｚ軸を定めている。親指については指の指す方向をｘ軸、爪のある面に垂直な面をｚ軸、このｚｘに右手系をなすような軸をｙ軸と定義したものである。また人差し指においても同様に指の指す方向をｘ軸、爪の面に垂直な面をｚ軸、ｚ軸に右手系をなすような軸をｙ軸と定義する。なお、図１には記されていないが中指、薬指、小指についても同様の座標を定義して扱うこととする。また左手で扱う場合は、指の指す方向をｘ軸、爪のある面に垂直な面をｚ軸、ｚ軸と左手系をなす軸をｙ軸として扱うこととする。
【００１０】
図２は指の動かしやすい方向を入力端とする情報入力装置の一例を示す斜視図である。図中の点線は回転入力機構の回転軸を表している。以後１の部分を親指リンク、２の部分を人差し指リンクとする。親指リンクと人差し指リンクはそれぞれひとつの指で操作する。親指リンクと人差し指リンクは装置本体と回転軸によって接続されている。装置本体は親指リンクおよび人差し指リンクを指で操作する時に把持しやすい形状であり、仮に親指リンクを親指、人差し指リンクを人差し指で操作する場合には残りの中指、薬指、小指で握ることにより把持される。この場合の装着例は図３に示す。提案する情報入力装置は親指部分および人差し指部分で使用している。また、図２の場合は親指と人差し指で装着することを想定しているがもちろん中指、薬指、あるいは小指でも操作することができる。
【００１１】
図２の親指リンクの構造について説明する。親指リンクは本体と回転軸３（図２における親指リンクと本体にかけて縦にひかれた点線、図４の３）で接続されている。親指リンクの形状は本体との接続部付近の内側に抉れた角のない部分と、その先端に回転軸を介して取り付けられた円柱状の回転機構とに分けられる。図３のように把持した場合親指の中腹があたっている箇所が前者、第一関節が当たっている箇所が後者である。材質は木材やプラスチックなどが挙げられるが、これに限らず手で把持した際に不快感を与えない、重量が大きすぎないものであれば特に特定しなくともよい。
【００１２】
親指リンクの動作について説明する。仮に親指リンクを図４のように右手親指で使用した場合、第一関節周辺あるいはそれよりも指の付け根部分をあてがい、指全体を指の付け根を回転中心にｚ方向に動かす動作と、指の先端部分をあてがい、指をｙ軸方向に動かす動作の二つがある。ただしこれ以外にも、把手部と親指リンクとの間の回転軸のみを回したり、先端部の回転軸のみをまわすことも可能である。前者は先端部分の回転軸３（図４の３）が回転することにより、後者は先端部分の回転軸４（図４の４）が回転することにより、回転軸が回転し、その回転情報を入力情報とし、たとえばパソコンなどの電子機器に伝達される。
【００１３】
機構が回転したとき、その回転情報は回転軸にポテンショメータやエンコーダを取り付けて回転角や回転角速度を入手することによって電気回路やパソコンに送信される。また、いずれの回転軸の機構にも、指などによる力がかかっていないときは特定の位置に戻るようにする。方法としては回転軸にぜんまいなどの回転ばねを取り付けるあるいは回転部と本体の間をばねでつないでおくなどである。その他の方法でも無負荷時に特定の位置にとどまる機構であればよい。
【００１４】
人差し指リンクの構造について説明する。人差し指リンクは図２の視点から見たとき本体上部と回転軸５（図５の５）で接続された楕円の円盤形状をした部分と、それと回転軸で接続された円柱形状の部分に分けられる。材質は親指リンクと同様に木材やプラスチックなど把持したときに不快感や違和感を与えないものであればよい。図３のような持ち方をした場合円柱形上の部分は人差し指の中腹あるいは第一関節付近にあたる。
【００１５】
図２の人差し指リンクの動作について説明する。図５のように右手人差し指で操作する場合、第二関節付近から指の先端までを人差し指リンクの左側回転軸の先端にあてがって操作する。指を動かす方向によって回転させる回転軸を変化させる。たとえば、指の先端をあてがってｘ方向に動かすと先端部分の回転軸６（図５の６）が回転し、指の中腹あたりをあてがってｚ方向に押せば右側の回転軸５（図５の５）が回転する。またｚ方向に押しながら指をｘ方向に動かせば両方の軸を動かすことが出来る。
【００１６】
これらの回転は、回転軸に取り付けられたポテンショメータあるいはエンコーダなどで親指リンクと同様に回転情報が電気回路やパソコンなどに伝えられる。いずれの回転軸も回転した角度を検知する装置が取り付けられている。
【００１７】
装置全体を把持する部分は、図２の親指リンクと人差し指リンクがそれぞれ回転軸によって取り付けられている。材質は木材やプラスチックなど手で把持したときに違和感のなく、軽量の材料である。もちろんこのほかの材料でも上記に準ずればよい。本体は親指と人差し指をそれぞれ親指リンク、人差し指リンクの入力に使用する場合、残りの指で図３のように全体を把持する。形状は図３のような把持をしたときに残りの指で握れる形状である。図３のような形状に限らず、片手で握って違和感のない形状であればこれに限らなくともよい。
【００１８】
以上のことから、本発明を実施するための最良の形態によれば、図２に示すように片手に持てる大きさで、関節を大きく曲げることなく親指および人差し指で４自由度の情報入力操作を行うことが出来る。
【００１９】
なお、本発明は上述の発明を実施するための最良の形態に限らず、同様の入力装置を中指に設けることなども可能であり、さらに補足的に薬指、小指などの動きで操作される入力スイッチを追加するなど、本発明の要旨を逸脱することなくその他種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】指の動かす方向を示すための座標軸を定義した図である。
【図２】指を使用した情報入力装置を使用した入力機構の例を示す図である。
【図３】指を使用した情報入力装置を使用した入力機構の例の装着方法を示す図である。
【図４】指を使用した情報入力装置の親指の操作方法を示す図である。
【図５】指を使用した情報入力装置の人差し指の操作方法を示す図である。
【図６】従来の手持ち型コンピュータ入力操作マウスである。
【符号の説明】
【００２１】
１‥‥親指リンク，２‥‥人差し指リンク，３，４，５，６‥‥回転軸
【特許請求の範囲】
【請求項１】
指が自然に動き易い運動をすることで情報入力が可能な情報入力装置。
【請求項２】
親指の爪座標系のｚ軸方向の動きを検出する部分と、親指の爪座標系のｙ軸方向の動きを検出する部分を持つ第１の機構と、人差し指の爪座標系のｚ軸方向の動きを検出する部分と、人差し指の爪座標系のｘ軸方向の動きを検出する部分を持つ第２の機構を有する情報入力装置。
【請求項３】
本体と、本体に対して回転センサを有する回転軸で支持される親指リンクと、本体に対して回転センサを有する回転軸で支持される人差し指リンクと、親指リンクに対して回転センサを有する回転軸で支持される親指ロータと、人差し指リンクに対して回転センサを有する回転軸で支持される人差し指ロータから構成され、操作者は主に薬指、小指、中指を使って本体を把持し、操作者の親指は親指リンクにあてがわれて親指の爪座標系ｚ軸方向の動きで親指リンクの回転運動を生成し、親指爪座標系のｙ軸方向の動きで親指ロータの回転運動を生成し、操作者の人差し指は人差し指リンクにあてがわれて人差し指の爪座標系ｚ軸方向の動きで回転運動を生成し、人差し指爪座標系のｘ軸方向の動きで人差し指ロータの回転運動を生成するように構成された情報入力装置。
【請求項１】
指が自然に動き易い運動をすることで情報入力が可能な情報入力装置。
【請求項２】
親指の爪座標系のｚ軸方向の動きを検出する部分と、親指の爪座標系のｙ軸方向の動きを検出する部分を持つ第１の機構と、人差し指の爪座標系のｚ軸方向の動きを検出する部分と、人差し指の爪座標系のｘ軸方向の動きを検出する部分を持つ第２の機構を有する情報入力装置。
【請求項３】
本体と、本体に対して回転センサを有する回転軸で支持される親指リンクと、本体に対して回転センサを有する回転軸で支持される人差し指リンクと、親指リンクに対して回転センサを有する回転軸で支持される親指ロータと、人差し指リンクに対して回転センサを有する回転軸で支持される人差し指ロータから構成され、操作者は主に薬指、小指、中指を使って本体を把持し、操作者の親指は親指リンクにあてがわれて親指の爪座標系ｚ軸方向の動きで親指リンクの回転運動を生成し、親指爪座標系のｙ軸方向の動きで親指ロータの回転運動を生成し、操作者の人差し指は人差し指リンクにあてがわれて人差し指の爪座標系ｚ軸方向の動きで回転運動を生成し、人差し指爪座標系のｘ軸方向の動きで人差し指ロータの回転運動を生成するように構成された情報入力装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００７−３３４８４６（Ｐ２００７−３３４８４６Ａ）
【公開日】平成１９年１２月２７日（２００７．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１８９７９８（Ｐ２００６−１８９７９８）
【出願日】平成１８年６月１３日（２００６．６．１３）
【出願人】（３０４０２１４１７）国立大学法人東京工業大学 (1,821)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１２月２７日（２００７．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年６月１３日（２００６．６．１３）
【出願人】（３０４０２１４１７）国立大学法人東京工業大学 (1,821)
【Ｆターム（参考）】
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